JPH0997305A - Optical scanner device - Google Patents

Optical scanner device

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JPH0997305A
JPH0997305A JP7253701A JP25370195A JPH0997305A JP H0997305 A JPH0997305 A JP H0997305A JP 7253701 A JP7253701 A JP 7253701A JP 25370195 A JP25370195 A JP 25370195A JP H0997305 A JPH0997305 A JP H0997305A
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optical scanner
torsional vibration
scanner device
mirror
piezoelectric
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JP7253701A
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Tsukasa Komura
司 甲村
Hideaki Nishikawa
英昭 西川
Yoshinori Otsuka
義則 大塚
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the scanning angle of an optical scanner device, which makes an optical scan by turning a reflecting mirror in the one-dimentional direction, without increasing the size of the device. SOLUTION: On both sides of a mirror part 33 where the reflecting mirror is formed, spring parts 35 and 37 are formed directly and formed into a rectangular wave shape, and piezoelectric elements are adhered to mount parts 47 and 46 connecting the spring part 35 and an external frame 31 to form a piezoelectric unimorph for driving, thereby constituting an optical deflecting element for optical scanning. Consequently, the reflecting mirror and a coil for vibration generation need not be supported by the spring parts 35 and 37 unlike a conventional device, and the spring parts 35 and 37 can be made small. Further, since the spring parts 35 and 37 are formed into a rectangular-wave shape, the spring parts 35 and 37 can be shortened in overall length while their substantial lengths are maintained. Therefore, while the scanning angle is secured, the deflecting element, and then the optical scanner device, can be made small-sized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バーコードリー
ダ,レーザプリンタ,レーザレーダ等において、レーザ
光等の所定の光を走査対象物に対して1次元方向に走査
するのに使用される光スキャナ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanner used in a bar code reader, a laser printer, a laser radar or the like to scan a scanning object with a predetermined light in a one-dimensional direction. Regarding the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種の光スキャナ装置とし
て、例えば特開昭63−85765号公報に開示されて
いるように、反射ミラーと、振動発生用の平面コイル
と、これら各部を両側から支持する捩り振動部とを、水
晶板等からなる同一の板材上に形成した光偏向素子を備
え、この光偏向素子の平面コイルへの通電により、捩り
振動部を捩り振動させてミラーを所定方向に回動させる
ことにより、レーザ光を走査するようにしたものが知ら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical scanner device of this kind, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-85765, a reflection mirror, a plane coil for generating vibration, and these parts are provided from both sides. An optical deflection element, in which the supporting torsional vibration portion is formed on the same plate made of a crystal plate or the like, is provided. By energizing the plane coil of the optical deflection element, the torsional vibration portion is torsionally vibrated to cause the mirror to move in a predetermined direction. It is known that the laser light is scanned by rotating the laser light in the direction.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした従来
の光スキャナ装置では、所謂両持ち梁を形成する一対の
捩り振動部により、反射ミラーと平面コイルとを支持
し、捩り振動部の振動によりこれら各部が共に回動する
ように構成されていたため、走査時に捩り振動部にかか
る応力が大きく、捩り振動部の幅等をその応力に耐え得
るよう大きくする必要があった。そして、このように捩
り振動部の幅等を大きくすると、振動の幅,延いては走
査角度を大きくすることができなくなるため、ミラー部
を大きな走査角度で回動させるためには、必然的に捩り
振動部の長さを長くしなければならず、装置の大型化を
招くという問題がある。
However, in such a conventional optical scanner device, the pair of torsional vibrating portions forming a so-called double-supported beam supports the reflecting mirror and the plane coil, and the vibration of the torsional vibrating portion causes these to occur. Since the respective parts are configured to rotate together, the stress applied to the torsional vibration part during scanning is large, and it is necessary to increase the width of the torsional vibration part and the like to withstand the stress. If the width of the torsional vibrating portion is increased in this way, the width of vibration and thus the scanning angle cannot be increased. Therefore, in order to rotate the mirror portion at a large scanning angle, it is inevitable. There is a problem that the length of the torsional vibration part must be increased, which leads to an increase in size of the device.

【0004】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、反射ミラーを一対の捩り振動部にて支持し、捩り
振動部の捩り振動により反射ミラーを所定の走査方向に
回動させる光スキャナ装置において、装置の大型化を招
くことなく、走査角度を大きくできるようにすることを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an optical scanner device in which a reflection mirror is supported by a pair of torsional vibration parts and the reflection mirror is rotated in a predetermined scanning direction by the torsional vibration of the torsional vibration part. In the above, it is an object to increase the scanning angle without increasing the size of the device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項1に記載の光スキャナ装置では、一対の捩
り振動部により、光を反射する反射面が形成されるミラ
ー部を、その両側から直接支持すると共に、各捩り振動
部を、ミラー部の回転軸を中心に矩形波状に変化する折
り返し形状に形成し、更に、捩り振動部を振動させてミ
ラー部を回動させる加振手段は、捩り振動部と外枠とを
連結する一方の連結部に設けるようにしている。
To achieve the above object, in an optical scanner device according to a first aspect of the present invention, a mirror portion in which a reflecting surface for reflecting light is formed by a pair of torsional vibration portions is provided. Exciting means for directly supporting from both sides, forming each torsional vibration part in a folded shape that changes into a rectangular wave shape around the rotation axis of the mirror part, and further vibrating the torsional vibration part to rotate the mirror part. Is provided at one of the connecting portions that connects the torsional vibration portion and the outer frame.

【0006】このため、本発明によれば、捩り振動部に
より加振手段を支持する必要がなく、捩り振動部にはミ
ラー部の回動に伴う応力のみが加わることから、従来装
置のようにミラー部の回動に加えて加振手段の回動に伴
う応力に耐え得るように捩り振動部の幅を大きくする必
要はなく、従って、所望の走査角度を得るために捩り振
動部を長くする必要はない。また、本発明では、この捩
り振動部を折り返し形状にしているため、捩り振動部の
実質的な長さを確保しながら、捩り振動部全体の長さを
短くできる。従って、本発明によれば、光偏向素子にお
いて捩り振動部が占める面積を小さくすることができ、
光スキャナ装置の小型化を図ることができる。
Therefore, according to the present invention, it is not necessary to support the vibrating means by the torsional vibration part, and only the stress associated with the rotation of the mirror part is applied to the torsional vibration part. It is not necessary to increase the width of the torsional vibration part so as to withstand the stress caused by the rotation of the vibrating means in addition to the rotation of the mirror part. Therefore, the torsional vibration part is lengthened to obtain a desired scanning angle. No need. Further, in the present invention, since the torsional vibration portion has a folded shape, the entire length of the torsional vibration portion can be shortened while ensuring the substantial length of the torsional vibration portion. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the area occupied by the torsional vibration part in the optical deflection element,
It is possible to reduce the size of the optical scanner device.

【0007】なお、各捩り振動部の折り返し形状として
は、単に直線部分からなる矩形波状にしてもよいが、こ
の場合、各捩り振動部の折り返し部分の角部(特に内側
角部)に応力が集中し易くなる。そこで、請求項2に記
載のように、矩形波の角部に丸みをつけた正弦波状にし
たり、或は、請求項3に記載のように、ミラー部の回転
軸と直交する部分の幅に対して回転軸に平行な部分の幅
が大きくなるように形成すれば、捩り振動部の角部にか
かる応力を低減して、その強度を向上できるので、より
望ましい。
The folded shape of each torsional vibrating portion may be a rectangular wave shape consisting of a straight line portion. In this case, stress is applied to the corner portion (especially the inner corner portion) of the folded portion of each torsional vibration portion. It becomes easier to concentrate. Therefore, as described in claim 2, a sine wave shape with rounded corners of a rectangular wave is used, or, as described in claim 3, the width of a portion orthogonal to the rotation axis of the mirror part is set. On the other hand, if it is formed such that the width of the portion parallel to the rotation axis is large, the stress applied to the corner portion of the torsional vibration portion can be reduced and the strength thereof can be improved, which is more desirable.

【0008】また、捩り振動部は、折り返し形状になっ
ているため、スキャナ装置の走査角度を確保しつつその
小型化を図る上では極めて有効な手段となるが、こうし
た折り返し形状では外力を受けると変形し易いことか
ら、その取り扱いに充分注意しなければならない。
Further, since the torsional vibration portion has a folded shape, it is an extremely effective means for reducing the size of the scanner device while ensuring the scanning angle, but when such a folded shape receives an external force. Since it is easily deformed, care must be taken when handling it.

【0009】そこで、更に請求項4に記載のように、各
捩り振動部とミラー部とを囲む内枠を設け、この内枠に
て各捩り振動部と連結部との結合部分を連結するように
すれば、各捩り振動部を内枠によって保護することがで
き、取り扱いも容易に行えるようになるので、より望ま
しい。
Therefore, as described in claim 4, an inner frame surrounding each torsional vibrating portion and the mirror portion is provided, and the connecting portion of each torsional vibrating portion and the connecting portion is connected by this inner frame. This is more desirable because each torsional vibration part can be protected by the inner frame and can be easily handled.

【0010】また、このように光偏向素子に内枠を設け
た場合、ミラー部の回転軸上の位置にて、捩り振動部の
両端をミラー部及び内枠に夫々結合するようにしてもよ
いが、この場合、捩り振動部の両端をミラー部の回転軸
上の位置まで折り返し、更にその位置にてミラー部及び
内枠に結合するようにしなければならず、捩り振動部が
回転軸方向に不必要に長くなってしまうことがある。
When the optical deflection element is provided with the inner frame as described above, both ends of the torsional vibration part may be coupled to the mirror part and the inner frame at the position on the rotation axis of the mirror part. However, in this case, both ends of the torsional vibration part must be folded back to the position on the rotation axis of the mirror part and further connected to the mirror part and the inner frame at that position. It can be unnecessarily long.

【0011】そこで、このように捩り振動部が不必要に
長くなるような場合には、請求項5に記載のように、各
捩り振動部の両端を、夫々、ミラー部と内枠との対向部
の内の互いに対角となる位置に結合するようにしてもよ
い。つまり、このような構成は、光偏向素子に内枠を設
けた場合に光スキャナ装置の小型化を図る上で極めて有
効な手段となり得る。
Therefore, when the torsional vibrating portion becomes unnecessarily long as described above, the both ends of each torsional vibrating portion face the mirror portion and the inner frame, respectively, as described in claim 5. You may make it couple | bond in the position which becomes mutually diagonal among the parts. That is, such a configuration can be an extremely effective means for downsizing the optical scanner device when the optical deflection element is provided with the inner frame.

【0012】一方、連結部に設ける加振手段は、従来装
置のように通電により電磁力を発生するコイルを使用す
ることもできるが、この場合、コイルを固定磁界内に配
置しなければならず、固定磁界形成用の永久磁石等を別
途設けなければならない。そこで、加振手段としては、
請求項6に記載のように、連結部に接着した板状の圧電
素子からなる圧電ユニモルフ又は圧電バイモルフにて構
成することが望ましい。つまりこのように加振手段を圧
電ユニモルフ又は圧電バイモルフにて構成すれば、加振
手段への印加電圧を変化させるだけで捩り振動部を所望
周波数で捩り振動させることができることから、光スキ
ャナ装置をより小型化することが可能になる。
On the other hand, as the vibrating means provided in the connecting portion, a coil which generates an electromagnetic force by energization like the conventional device can be used, but in this case, the coil must be arranged in a fixed magnetic field. , A permanent magnet for forming a fixed magnetic field must be separately provided. Therefore, as the vibration means,
As described in claim 6, it is desirable that the piezoelectric unimorph or the piezoelectric bimorph be composed of a plate-shaped piezoelectric element adhered to the connecting portion. That is, if the vibrating means is composed of the piezoelectric unimorph or the piezoelectric bimorph in this way, the torsional vibration section can be torsionally vibrated at a desired frequency simply by changing the voltage applied to the vibrating means. It becomes possible to reduce the size further.

【0013】なお、このように加振手段を圧電ユニモル
フ又は圧電バイモルフにて構成する場合には、請求項6
に記載のように、連結部を、外枠の内側から回転軸に向
かって突出された一対の装着部と、その両端を接続する
と共に略中心位置にて捩り振動部が結合される接続部と
から構成し、しかも板状の圧電素子が接着される一対の
装着部は、圧電素子の電極となり得るように、少なくと
もその表面が導電性を有するようにする必要があるが、
このためには、ミラー部,捩り振動部,連結部等を構成
する板材自体に、導電性の金属板を用いるようにしても
よく、或は、板材には非導電性の板状部材を用い、上記
各部形成後、板状部材全体又は装着部のみに導電性被膜
を形成するようにしてもよい。
When the vibrating means is composed of a piezoelectric unimorph or a piezoelectric bimorph as described above, it is preferable that the vibrating means is constituted by:
As described in 1, the connecting portion, a pair of mounting portions protruding from the inner side of the outer frame toward the rotating shaft, and a connecting portion that connects both ends of the connecting portion and the torsional vibration portion is coupled at a substantially central position. In addition, the pair of mounting portions to which the plate-shaped piezoelectric element is bonded are required to have at least the surface thereof to be conductive so as to be an electrode of the piezoelectric element.
For this purpose, a conductive metal plate may be used for the plate material itself that constitutes the mirror part, the torsional vibration part, the connecting part, or the like, or a non-conductive plate-shaped member is used for the plate material. After the above-mentioned respective portions are formed, the conductive coating may be formed on the entire plate-shaped member or only on the mounting portion.

【0014】また、このように圧電ユニモルフ又は圧電
バイモルフにて捩り振動部を振動させるには、圧電ユニ
モルフ又は圧電バイモルフの外枠側端部を固定して、各
圧電ユニモルフ又は各圧電バイモルフを互いに異なる方
向に変位させるための駆動電圧を印加する必要がある
が、この場合、請求項7に記載のように、圧電ユニモル
フ又は圧電バイモルフの外枠側端部を、電圧印加用の配
線をパターニングした基板と、導電性の金属板とにより
挟持するようにすればよい。
Further, in order to vibrate the torsional vibrating portion by the piezoelectric unimorph or the piezoelectric bimorph as described above, the end portions of the piezoelectric unimorph or the piezoelectric bimorph on the outer frame side are fixed, and each piezoelectric unimorph or each piezoelectric bimorph is different from each other. It is necessary to apply a drive voltage for displacing in the direction, but in this case, as described in claim 7, the substrate on which the outer frame side end of the piezoelectric unimorph or the piezoelectric bimorph is patterned with wiring for voltage application. And the conductive metal plate.

【0015】つまり、このようにすれば、圧電ユニモル
フ又は圧電バイモルフを基板と金属板とにより固定でき
ると共に、金属板側を共通電極としてグランドライン等
に接地した状態で、基板に形成された電圧印加用の配線
を介して各圧電ユニモルフ又は各圧電バイモルフに駆動
電圧を印加することにより、各圧電ユニモルフ又は各圧
電バイモルフを変位させることができ、加振手段を固定
する固定手段及びその駆動系を、極めて簡単な構成にて
実現できる。
That is, in this way, the piezoelectric unimorph or the piezoelectric bimorph can be fixed by the substrate and the metal plate, and the voltage applied to the substrate is applied with the metal plate side being grounded to the ground line or the like with the common electrode serving as the common electrode. By applying a drive voltage to each piezoelectric unimorph or each piezoelectric bimorph via the wiring for, each piezoelectric unimorph or each piezoelectric bimorph can be displaced, the fixing means for fixing the vibration means and its drive system, It can be realized with an extremely simple configuration.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。なお、以下の説明において、図1は、本発
明が適用された実施例の光スキャナ装置全体の構成を表
わし、(a)はその裏面図、(b)はその表面図を表わ
す。また図2は、本実施例の光スキャナ装置1の光偏向
素子を構成するプレートの形状を表わし、(a)はその
全体図、(b)は捩り振動部としてのバネ部の拡大図で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, FIG. 1 shows the overall configuration of the optical scanner device of the embodiment to which the present invention is applied, in which (a) is its rear view and (b) is its front view. 2A and 2B show the shape of a plate that constitutes the optical deflecting element of the optical scanner device 1 of the present embodiment. FIG. 2A is an overall view thereof, and FIG. 2B is an enlarged view of a spring portion as a torsional vibration portion. .

【0017】図1に示す如く、光スキャナ装置1は、薄
板バネ材にて形成された光偏向素子としてのプレート3
と、プレート3の表面側の中央に設置された反射ミラー
5と、同じくプレート3の表面側の四隅に配置された板
状の圧電素子6a,7a,8a,9aからなる圧電ユニ
モルフ6,7,8,9と、これら各圧電ユニモルフ6〜
9の外側端部をプレート3の表面側から覆うように配設
された中空の基板11と、該基板11との間で圧電ユニ
モルフ6〜9及びプレート3を挟持する導電性の金属板
からなる中空の押え板13とを備えている。
As shown in FIG. 1, the optical scanner device 1 includes a plate 3 as an optical deflecting element formed of a thin leaf spring material.
, A reflection mirror 5 installed at the center of the surface of the plate 3, and piezoelectric unimorphs 6, 7 composed of plate-shaped piezoelectric elements 6a, 7a, 8a, 9a also arranged at the four corners of the surface of the plate 3. 8 and 9 and each of these piezoelectric unimorphs 6 to
It is composed of a hollow substrate 11 arranged so as to cover the outer end portion of 9 from the surface side of the plate 3, and a conductive metal plate for sandwiching the piezoelectric unimorphs 6 to 9 and the plate 3 between the substrate 11. It is provided with a hollow pressing plate 13.

【0018】プレート3は、薄板状(厚さ0.05mm程
度)の導電性金属からなるバネ材料(ベリリウム銅,バ
ネ用ステンレス等)を、エッチング、放電加工等を利用
して打ち抜くことにより、図2(a)に示すように形成
されている。即ち、プレート3は、押え板13と略同じ
大きさ(外形:20mm×20mm程度)の外枠31と、外
枠31の略中心に位置し、表面に反射ミラー5が設けら
れる略正方形のミラー部33と、ミラー部33の対角部
から上下方向に延出され、ミラー部33の左右幅方向の
中心を通る中心軸(回転軸)Zを中心に矩形波状に変化
する折り返し形状をした、捩り振動部としての一対のバ
ネ部35,37(図1,2においてハッチングを付した
部分)と、バネ部35,37の外側端部に各々結合さ
れ、バネ部35,37及びミラー部33を囲む内枠39
と、外枠31の中空部左右の上下両端部からミラー部3
3の回転軸Zに向かって延出された圧電ユニモルフ6〜
9形成用の装着部46,47,48,49と、これら4
個の装着部46〜49の内、互いに対向する装着部4
6,47及び48,49と、内枠39の上下両端部と
を、夫々、ミラー部33の回転軸Z上で連結するT字状
の接続部41,43とから構成されている。
The plate 3 is formed by punching out a thin plate-shaped (thickness of about 0.05 mm) conductive material made of a conductive metal (beryllium copper, stainless steel for spring, etc.) using etching, electric discharge machining or the like. It is formed as shown in FIG. That is, the plate 3 is an outer frame 31 having substantially the same size as the pressing plate 13 (outer shape: about 20 mm × 20 mm), and a substantially square mirror that is located approximately at the center of the outer frame 31 and has the reflection mirror 5 provided on the surface thereof. The portion 33 and a diagonal portion of the mirror portion 33 extend in the up-down direction and have a folded shape that changes in a rectangular wave shape around a central axis (rotation axis) Z passing through the center of the mirror portion 33 in the left-right width direction. A pair of spring portions 35 and 37 (hatched portions in FIGS. 1 and 2) as torsional vibration portions are respectively coupled to the outer end portions of the spring portions 35 and 37, and the spring portions 35 and 37 and the mirror portion 33 are connected to each other. Inner frame 39
And the mirror portion 3 from the left and right upper and lower end portions of the hollow portion of the outer frame 31.
Piezoelectric unimorph 6 extending toward the rotation axis Z of
Mounting parts 46, 47, 48, 49 for forming 9 and these 4
Of the individual mounting parts 46 to 49, the mounting part 4 facing each other.
6, 47 and 48, 49, and upper and lower end portions of the inner frame 39 are connected to each other by T-shaped connecting portions 41, 43 which connect the mirror portion 33 on the rotation axis Z.

【0019】ここで、バネ部35,37は、ミラー部3
3を両側から支持して、自らの捩り振動によりミラー部
33を回転軸Zを中心に回動させるものである。このた
め、振動時には、図2(b)に示すCのような折り返し
の内側角部(コーナ)において応力が集中し易い。そこ
で、各コーナには、若干丸み(所謂R)が付けられる
が、本実施例では、集中応力をより低減するために、回
転軸Zと直交する部分の幅Aに対して、回転軸Zに平行
な部分の幅Bが大きくされている。これは、矩形波状に
形成したバネ部35,37においては、回転軸Zに平行
な矩形波の頂点部分が大きく捩れるためであり、本実施
例では、このように構成することにより、バネ部35,
37の強度を高めているのである。
Here, the spring portions 35 and 37 are the mirror portions 3
3 is supported from both sides, and the mirror portion 33 is rotated about the rotation axis Z by its own torsional vibration. Therefore, at the time of vibration, the stress is likely to be concentrated at the inner corner portion (corner) of the folded portion such as C shown in FIG. 2B. Therefore, each corner is slightly rounded (so-called R), but in the present embodiment, in order to further reduce the concentrated stress, the rotation axis Z with respect to the width A of the portion orthogonal to the rotation axis Z is The width B of the parallel portion is increased. This is because, in the spring portions 35 and 37 formed in the rectangular wave shape, the apex portion of the rectangular wave parallel to the rotation axis Z is largely twisted. In this embodiment, the spring portions 35 and 37 are configured as described above. 35,
The strength of 37 is increased.

【0020】また、各バネ部35,37は、ミラー部3
3及び内枠39の対向面上にて互いに対角となる位置に
連結されている。これは、各バネ部35,37に不要な
折り返しを設けることなく、ミラー部33と内枠39と
を連結できるようにするためであり、こうすることによ
り、プレート3が上下方向に大きくなるのを防止してい
る。
The spring portions 35 and 37 are connected to the mirror portion 3 by
3 and the inner frame 39 are connected to the opposing surfaces at diagonal positions. This is to enable the mirror portion 33 and the inner frame 39 to be connected without providing the spring portions 35 and 37 with unnecessary folds, and by doing so, the plate 3 becomes larger in the vertical direction. Is being prevented.

【0021】また本実施例では、ミラー部33に設けら
れる反射ミラー5に、アルミ蒸着で高反射コ一ティング
を施したシリコン製のミラーが使用され、ミラー部33
には、反射ミラー5が接着剤等を用いて接着される。次
に、上記4個の圧電ユニモルフ6〜9は、装着部46〜
49に板状の圧電素子6a〜9aを接着することにより
形成されており、その内、プレート3上方の装着部4
6,47に形成される圧電ユニモルフ6,7は、接続部
41に捩り振動のための駆動力を与えてバネ部35を捩
り振動させる、加振手段としての駆動用圧電ユニモルフ
として使用され、プレート3下方の装着部48,49に
形成される圧電ユニモルフ8,9は、バネ部37の捩り
振動を接続部43を介して検出するセンサ用圧電ユニモ
ルフとして使用される。
Further, in the present embodiment, as the reflection mirror 5 provided in the mirror portion 33, a silicon mirror having a high reflection coating by aluminum vapor deposition is used.
The reflection mirror 5 is adhered to the substrate using an adhesive or the like. Next, the four piezoelectric unimorphs 6 to 9 are attached to the mounting portions 46 to
It is formed by adhering plate-shaped piezoelectric elements 6a to 9a to 49, of which the mounting portion 4 above the plate 3 is formed.
The piezoelectric unimorphs 6, 7 formed on the plates 6, 47 are used as driving piezoelectric unimorphs as a vibrating means for applying a driving force for torsional vibration to the connection portion 41 to cause the spring portion 35 to torsionally vibrate. The piezoelectric unimorphs 8 and 9 formed on the lower mounting portions 48 and 49 are used as sensor unimorphs for detecting the torsional vibration of the spring portion 37 via the connecting portion 43.

【0022】つまり、本実施例では、プレート3が導電
性金属からなるバネ材料にて形成されているため、各装
着部46〜49に板状の圧電素子6a〜9aを接着すれ
ば、プレート3がこれら各圧電素子6a〜9aの共通電
極となる。そして、図3(a)に示すように、各圧電素
子6a〜9aの装着部46〜49とは反対側面に電極2
6〜29を設けて、この電極26〜29とプレート3と
の間に電圧を印加すれば、圧電ユニモルフ6〜9は、図
3(b)に示す如く所定方向に変位し、逆にその電極2
6〜29とプレート3との間に発生した電圧を検出すれ
ば、圧電ユニモルフ6〜9の変位量を検出できる。
That is, in this embodiment, since the plate 3 is made of a spring material made of a conductive metal, if the plate-shaped piezoelectric elements 6a to 9a are adhered to the mounting portions 46 to 49, the plate 3 will be formed. Serves as a common electrode of each of the piezoelectric elements 6a to 9a. Then, as shown in FIG. 3A, the electrodes 2 are provided on the side surfaces of the respective piezoelectric elements 6a to 9a opposite to the mounting portions 46 to 49.
6 to 29 are provided and a voltage is applied between the electrodes 26 to 29 and the plate 3, the piezoelectric unimorphs 6 to 9 are displaced in a predetermined direction as shown in FIG. Two
If the voltage generated between 6 to 29 and the plate 3 is detected, the displacement amount of the piezoelectric unimorphs 6 to 9 can be detected.

【0023】そこで、本実施例では、各圧電素子6a〜
9aの両面に電極形成用の導電材(例えば銀ペースト)
を塗布すると共に、駆動用圧電ユニモルフ6,7及びセ
ンサ用圧電ユニモルフ8,9を夫々構成する一対の圧電
素子6a,7a及び8a,9aの分極方向が、図3
(a)に矢印で示すように、装着部46〜49に対して
直交し且つ互いに逆向きとなるように、各圧電素子6a
〜9aを装着部46〜49に接着し、更に、図1(a)
に示す如く、基板11の各圧電素子6a〜9aとの対応
位置に、電圧印加用の電極26〜29となる電極パター
ンを施し、基板11と押え板13とをねじ13a〜13
dにて締め付けることにより、基板11と押え板13と
で各圧電ユニモルフ6〜9の外側端部を挟持させてい
る。
Therefore, in this embodiment, each piezoelectric element 6a.about.
Conductive material for electrode formation on both sides of 9a (eg silver paste)
And the polarization directions of the pair of piezoelectric elements 6a, 7a and 8a, 9a forming the driving piezoelectric unimorphs 6 and 7 and the sensor piezoelectric unimorphs 8 and 9, respectively.
As indicated by the arrow in (a), the piezoelectric elements 6a are arranged so as to be orthogonal to the mounting portions 46 to 49 and opposite to each other.
9a to the mounting portions 46 to 49, and further, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, electrode patterns serving as electrodes 26 to 29 for voltage application are provided at positions corresponding to the piezoelectric elements 6a to 9a of the substrate 11, and the substrate 11 and the pressing plate 13 are screwed with screws 13a to 13a.
The outer end of each piezoelectric unimorph 6-9 is held between the substrate 11 and the pressing plate 13 by tightening at d.

【0024】従って、本実施例の光スキャナ装置1にお
いては、図1(a)に示す如く、ねじ13dに通したア
ース端子25に、接地用のリード線25aを半田付け等
にて接続し、基板11に形成された電極26,27に、
駆動電圧印加用のリード線26a,27aを半田付け等
にて接続し、このリード線26a,27aを介して、各
電極26,27と共通電極となる押え板13(延いては
プレート3)との間に駆動用の高電圧を印加すれば、図
3(b)に矢印で示す如く、駆動用圧電ユニモルフ6,
7を、その固定部を中心に互いに逆方向に変位させて、
接続部41の回転軸Z回りにトルクを発生させることが
できる。このため、駆動用電圧を交流にすれば、接続部
41の回転軸Z回りに振動トルクを発生させて、バネ部
35,延いては反射ミラー5を、回転軸Zを中心に振動
させることができる。
Therefore, in the optical scanner device 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the grounding lead wire 25a is connected to the grounding terminal 25 passed through the screw 13d by soldering or the like. The electrodes 26 and 27 formed on the substrate 11 are
The lead wires 26a and 27a for applying the drive voltage are connected by soldering or the like, and through the lead wires 26a and 27a, the electrodes 26 and 27 and the holding plate 13 (that is, the plate 3) serving as a common electrode are connected. If a high voltage for driving is applied between the driving piezoelectric unimorph 6, as shown by the arrow in FIG.
7 by displacing 7 in opposite directions centering on the fixed part,
Torque can be generated around the rotation axis Z of the connecting portion 41. Therefore, when the driving voltage is changed to an alternating current, a vibration torque is generated around the rotation axis Z of the connection portion 41, and the spring portion 35 and thus the reflection mirror 5 can be vibrated about the rotation axis Z. it can.

【0025】また、図1(a)に示す如く、基板11に
形成された電極28,29に、電圧検出用のリード線2
8a,29aを半田付け等により接続し、このリード線
28a,29aを介して、各電極28,29と共通電極
となる押え板13との間に発生した電圧を検出すれば、
バネ部37,接続部43を介して反射ミラー5側より伝
達される捩り振動を検出できる。
Further, as shown in FIG. 1A, the lead wires 2 for voltage detection are connected to the electrodes 28, 29 formed on the substrate 11.
8a and 29a are connected by soldering or the like, and the voltage generated between the electrodes 28 and 29 and the holding plate 13 serving as the common electrode is detected through the lead wires 28a and 29a.
The torsional vibration transmitted from the reflection mirror 5 side via the spring portion 37 and the connecting portion 43 can be detected.

【0026】なお、基板11は、光スキャナ装置1全体
を保持するものであるため、これには、例えばガラスエ
ポキシ樹脂のような硬質の絶縁体基板が使用される。ま
た、図1,図2から明らかな如く、プレート3におい
て、接続部41,43は、装着部46〜49の幅より細
くなっているが、これは、接続部41,43を変形(換
言すれば伸縮)し易くするためである。つまり、こうす
ることにより、駆動用圧電ユニモルフ6,7からの駆動
力を効率よくバネ部35に伝達でき、また、センサ用圧
電ユニモルフ8,9に、バネ部37の振動を効率よく伝
達できるようにしているのである。
Since the substrate 11 holds the entire optical scanner device 1, a hard insulating substrate such as glass epoxy resin is used for this. Further, as is apparent from FIGS. 1 and 2, in the plate 3, the connecting portions 41 and 43 are narrower than the widths of the mounting portions 46 to 49, which means that the connecting portions 41 and 43 are deformed (in other words, This is to make it easier to expand and contract). That is, by doing so, the driving force from the driving piezoelectric unimorphs 6 and 7 can be efficiently transmitted to the spring portion 35, and the vibration of the spring portion 37 can be efficiently transmitted to the sensor piezoelectric unimorphs 8 and 9. I am doing it.

【0027】次に図4は、本実施例の光スキャナ装置1
を実際に動作させる駆動回路50の構成を表わす。な
お、この駆動回路は、光スキャナ装置1を、その共振周
波数にて振動させる所謂自励発振回路である。図4に示
す如く、リード線28a,29aにて取り出したセンサ
用圧電ユニモルフ8,9からの検出信号(電圧)は、共
通の信号線51にて合成されて駆動回路50まで導かれ
る。そして、駆動回路50内では、その合成された検出
信号が2系統に分岐される。
Next, FIG. 4 shows an optical scanner device 1 of this embodiment.
The structure of the drive circuit 50 for actually operating the is shown. The drive circuit is a so-called self-excited oscillation circuit that vibrates the optical scanner device 1 at its resonance frequency. As shown in FIG. 4, the detection signals (voltages) from the sensor piezoelectric unimorphs 8 and 9 taken out by the lead wires 28a and 29a are combined by the common signal line 51 and guided to the drive circuit 50. Then, in the drive circuit 50, the combined detection signal is branched into two systems.

【0028】この分岐された検出信号の内、一方は、増
幅器53,整流回路55,及び平滑回路57を通過する
ことにより、光スキャナ装置1の振動波形の振幅に応じ
た直流電圧に変換される。そして、この直流電圧は、差
動増幅器59に入力され、差動増幅器59において、基
準電圧発生源61から出力される基準電圧との差分に応
じた直流電圧に変換される。また上記分岐された検出信
号のもう一方は、増幅器63,位相シフタ65,ローパ
スフィルタ67,及び増幅器69を通過することによ
り、高調波成分が除去され、しかも当該駆動回路50に
より光スキャナ装置1の実際の振動と位相同期した駆動
信号を生成するための振動信号に変換される。
One of the branched detection signals passes through the amplifier 53, the rectifying circuit 55, and the smoothing circuit 57 to be converted into a DC voltage corresponding to the amplitude of the vibration waveform of the optical scanner device 1. . Then, this DC voltage is input to the differential amplifier 59, and is converted in the differential amplifier 59 into a DC voltage corresponding to the difference from the reference voltage output from the reference voltage generation source 61. The other of the branched detection signals passes through the amplifier 63, the phase shifter 65, the low-pass filter 67, and the amplifier 69 to remove harmonic components, and the drive circuit 50 causes the optical scanner device 1 to operate. It is converted into a vibration signal for generating a drive signal that is in phase with the actual vibration.

【0029】そして、この振動信号と差動増幅器59か
らの出力信号(直流電圧)とは、掛け算器71に入力さ
れて、これら各信号の積に対応した信号に変換される。
またこの信号は、更に、増幅器73を介して、変圧器7
5に入力され、変圧器75において圧電ユニモルフ6,
7を駆動可能な電圧(交流35V程度)にまで昇圧され
る。そして、この昇圧された電圧信号(交流)は、信号
線77を介して、駆動用圧電ユニモルフ6,7のリード
線26a,27aにまで導かれ、駆動信号として、各圧
電ユニモルフ6,7に印加される。
The vibration signal and the output signal (DC voltage) from the differential amplifier 59 are input to the multiplier 71 and converted into a signal corresponding to the product of these signals.
This signal is also sent to the transformer 7 via the amplifier 73.
5 and the piezoelectric unimorph 6,
7 is boosted to a voltage capable of driving 7 (AC approximately 35 V). The boosted voltage signal (alternating current) is led to the lead wires 26a and 27a of the driving piezoelectric unimorphs 6 and 7 through the signal line 77, and is applied to each piezoelectric unimorph 6 and 7 as a driving signal. To be done.

【0030】この結果、光スキャナ装置1は、自己の共
振周波数にて自励振動すると共に、その走査角度は基準
電圧にて一定の走査角度に規定されることになる。そし
て、信号線51に端子79を接続し、この端子79から
センサ用圧電ユニモルフ8,9からの検出信号を取り出
すようにすれば、光スキャナ装置1の振動状態,延いて
は反射ミラー5の走査位置をモニタでき、例えば、光ス
キャナ装置1をバーコードリーダに用いる場合には、バ
ーコード読取時のデコードタイミングの検出等に利用で
きる。
As a result, the optical scanner device 1 self-oscillates at its own resonance frequency, and its scanning angle is regulated to a constant scanning angle by the reference voltage. Then, if a terminal 79 is connected to the signal line 51 and the detection signals from the sensor piezoelectric unimorphs 8 and 9 are taken out from this terminal 79, the vibration state of the optical scanner device 1 and eventually the scanning of the reflection mirror 5 is performed. The position can be monitored, and for example, when the optical scanner device 1 is used as a bar code reader, it can be used for detection of decoding timing when reading a bar code.

【0031】なお、このように駆動回路50を自励発振
回路としたのは、光スキャナ装置1は共振型であり、そ
の共振周波数は雰囲気温度の変化等により変化するため
である。つまり、光スキャナ装置1を予め設定した共振
周波数の駆動信号にて駆動するようにすると、周囲の環
境変化によってその駆動信号の周波数が光スキャナ装置
1の共振周波数とずれてしまい、光スキャナ装置1を良
好に駆動できないことから、本実施例では、駆動回路5
0を自励発振回路とすることにより、駆動信号を光スキ
ャナ装置1の共振周波数の変化に追従させて、光スキャ
ナ装置1を常に共振周波数にて振動させることができる
ようにしているのである。
The reason why the drive circuit 50 is the self-excited oscillation circuit is that the optical scanner device 1 is of the resonance type and its resonance frequency changes due to changes in ambient temperature. That is, if the optical scanner device 1 is driven by a drive signal having a preset resonance frequency, the frequency of the drive signal will deviate from the resonance frequency of the optical scanner device 1 due to changes in the surrounding environment, and the optical scanner device 1 In this embodiment, the drive circuit 5 cannot be driven well.
By setting 0 as the self-excited oscillation circuit, the drive signal can be made to follow the change in the resonance frequency of the optical scanner device 1 so that the optical scanner device 1 can always vibrate at the resonance frequency.

【0032】以上説明したように、本実施例の光スキャ
ナ装置1では、光偏向素子を構成するプレート3におい
て、反射ミラー5を形成するミラー部33の両側に、捩
り振動部としてのバネ部35,37を形成すると共に、
バネ部35,37を矩形波状に形成し、更に、バネ部3
5と外枠31とを連結する連結部の一部を構成する装着
部47,46に圧電ユニモルフ6,7を形成することに
より加振手段を構成している。
As described above, in the optical scanner device 1 of this embodiment, in the plate 3 which constitutes the optical deflecting element, the spring portion 35 as a torsional vibration portion is provided on both sides of the mirror portion 33 which forms the reflection mirror 5. , 37, and
The spring portions 35 and 37 are formed in a rectangular wave shape, and further, the spring portion 3
The vibrating means is configured by forming piezoelectric unimorphs 6 and 7 on the mounting portions 47 and 46 that form a part of the connecting portion that connects the outer frame 31 and the outer frame 31.

【0033】このため、本実施例によれば、従来装置の
ように、バネ部35,37により振動発生用の加振手段
(コイル)を支持させる必要がなく、バネ部35,37
を小さくできる。また特に本実施例では、バネ部35,
37を矩形波状に形成しているので、バネ部35,37
の実質的な長さを確保したまま、バネ部35,37の全
体の長さを短くできる。従って本実施例によれば、走査
角度を確保しつつ、プレート3,延いては光スキャナ装
置1の小型化を図ることができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is not necessary to support the vibrating means (coil) for generating vibration by the spring portions 35 and 37 as in the conventional device, and the spring portions 35 and 37 are not required.
Can be reduced. Further, particularly in this embodiment, the spring portions 35,
Since 37 is formed in a rectangular wave shape, the spring portions 35, 37
It is possible to shorten the entire length of the spring portions 35 and 37 while ensuring the substantial length of. Therefore, according to this embodiment, it is possible to reduce the size of the plate 3, and thus the optical scanner device 1, while ensuring the scanning angle.

【0034】またバネ部35,37は、回転軸Zと直交
する部分の幅Aに対して、回転軸Zに平行な部分の幅B
が大きくされているため、バネ部35,37の強度を高
めることができ、しかも、バネ部35,37は、ミラー
部33及び内枠39の対向面上にて互いに対角となる位
置に連結されているため、バネ部35,37に不要な折
り返しを設けることなく、ミラー部33と内枠39とを
連結できる。従って、本実施例によれば、このような構
成からも、バネ部35,37の強度及び振動特性を確保
しつつバネ部35,37を小さくでき、プレート3,延
いては光スキャナ装置1を小型化できる。
Further, the spring portions 35 and 37 have a width B of a portion parallel to the rotation axis Z with respect to a width A of a portion orthogonal to the rotation axis Z.
Is large, the strength of the spring portions 35, 37 can be increased, and the spring portions 35, 37 are connected to the mirror surface of the mirror portion 33 and the inner frame 39 at diagonal positions. Therefore, the mirror portion 33 and the inner frame 39 can be connected without providing the spring portions 35 and 37 with unnecessary folding back. Therefore, according to the present embodiment, even with such a configuration, the spring portions 35 and 37 can be made small while ensuring the strength and vibration characteristics of the spring portions 35 and 37, and the plate 3 and thus the optical scanner device 1 can be provided. Can be miniaturized.

【0035】またバネ部35,37は、矩形波状に形成
されているので、外力を受けると変形し易いが、本実施
例では、プレート3全体を外枠31にて囲み、更に、バ
ネ部35,37及びミラー部33については、内枠39
で囲むようにしているので、光スキャナ装置1の組立時
等に、外力によりプレート3自体が座屈したり、バネ部
35,37が変形したりするのを防止できる。従って、
組立時等のプレート3の取り扱いを容易に行うことがで
き、作業性を向上できる。
Further, since the spring portions 35 and 37 are formed in a rectangular wave shape, they are easily deformed when an external force is applied, but in the present embodiment, the entire plate 3 is surrounded by the outer frame 31, and further the spring portion 35 is formed. , 37 and the mirror section 33, the inner frame 39
Since it is surrounded by, it is possible to prevent the plate 3 itself from buckling and the spring portions 35 and 37 from being deformed by an external force when the optical scanner device 1 is assembled. Therefore,
The plate 3 can be easily handled at the time of assembling and the workability can be improved.

【0036】また更に、本実施例では、加振手段とし
て、プレート3の装着部47,46に形成した圧電ユニ
モルフ6,7を用いるため、コイルを用いた従来装置の
ように別途振動発生用の部材を設ける必要がなく、装置
構成を簡素化し、小型化を図ることができる。そして、
特に、本実施例では、プレート3に、加振手段を構成す
る駆動用圧電ユニモルフ6,7だけでなく、光スキャナ
装置1の振動状態を検出する検出手段としてのセンサ用
圧電ユニモルフ8,9を設けているため、上記のように
駆動回路に自励発振回路を用いることにより、光スキャ
ナ装置1を自励振動させることができるだけでなく、光
スキャナ装置1の振動状態をモニタして、その走査位置
や動作異常等を検出することもできる。
Furthermore, in this embodiment, since the piezoelectric unimorphs 6 and 7 formed on the mounting portions 47 and 46 of the plate 3 are used as the vibrating means, the vibration is separately generated like the conventional device using the coil. Since it is not necessary to provide any member, the device configuration can be simplified and the size can be reduced. And
In particular, in this embodiment, not only the driving piezoelectric unimorphs 6 and 7 constituting the vibrating means but also the sensor piezoelectric unimorphs 8 and 9 as the detecting means for detecting the vibration state of the optical scanner device 1 are provided on the plate 3. Since the optical scanner device 1 is provided with the self-excited oscillation circuit as the drive circuit as described above, not only the optical scanner device 1 can be self-oscillated but also the vibration state of the optical scanner device 1 is monitored to scan the same. It is also possible to detect a position, operation abnormality, and the like.

【0037】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、
種々の態様をとることができる。例えば、上記実施例で
は、バネ部35,37を矩形波状の折り返し形状にした
が、図5(a)に示す如く、矩形波の角部全体に丸みを
つけて正弦波状(図では上記実施例と同様、折り返しが
2箇所であるため、S字状になっている)の折り返し形
状としてもよい。そしてこの場合、バネ部35,37の
折り返し部分で各コーナにかかる応力をより低減でき、
バネ部35,37の強度をより高めることができる。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
Various aspects can be taken. For example, in the above-described embodiment, the spring portions 35 and 37 have a rectangular wave-like folded shape. However, as shown in FIG. 5A, the entire corner portion of the rectangular wave is rounded to form a sine wave shape (in the above-described embodiment, Similar to the above, since there are two folds, it is S-shaped). In this case, the stress applied to each corner at the folded portions of the spring portions 35 and 37 can be further reduced,
The strength of the spring portions 35 and 37 can be further increased.

【0038】また、上記実施例においては、内枠39
が、バネ部35,37の補強用として設けられている
が、取り扱い上特に問題がなければ、図5(b)に示す
ように内枠39を取り外し、バネ部35,37を直接、
接続部41,43に連結するようにしてもよい。なおこ
の場合、ミラー部33を、その中心軸を回転軸Zとして
回転させるために、バネ部35,37のミラー部33及
び接続部41,43への連結位置は、ミラー部33の中
心軸(つまり回転軸)上の位置にする必要はある。
Further, in the above embodiment, the inner frame 39
Is provided to reinforce the spring portions 35 and 37. However, if there is no particular problem in handling, the inner frame 39 is removed as shown in FIG.
You may make it connect with the connection parts 41 and 43. In this case, in order to rotate the mirror part 33 with the central axis thereof as the rotation axis Z, the connecting position of the spring parts 35 and 37 to the mirror part 33 and the connecting parts 41 and 43 is determined by the central axis of the mirror part 33 ( In other words, it is necessary to set the position on the rotation axis).

【0039】一方、上記実施例においては、基板11
に、各圧電ユニモルフ6〜9に対する駆動電圧印加或は
電圧検出用の電極26〜29を形成し、これにリード線
26a〜29aを接続することにより、これら各リード
線26a〜29aを用いて各圧電ユニモルフ6〜9と駆
動回路50とを接続するように構成したが、図6(a)
に示す如く、電極26〜29が形成される基板11の裏
面に、上記各リード線25a〜29aに対応した配線パ
ターン25a′〜29a′及びアース端子25に対応し
た電極パターン25′を形成すると共に、基板11の下
方に、各配線パターン25a′〜29a′への接続端子
となる電極パターン25b〜29bを集中させ、基板1
1の表面には、図6(b)に示す如く、アース端子25
としての電極パターン25′に接続された電極パターン
25″を形成することにより、圧電ユニモルフ6〜9と
駆動回路50との接続を、基板11の下方に集中させた
各電極パターン25b〜29bを介して行うようにして
もよい。
On the other hand, in the above embodiment, the substrate 11
By forming electrodes 26 to 29 for applying a driving voltage or detecting voltage to each of the piezoelectric unimorphs 6 to 9 and connecting lead wires 26a to 29a to the electrodes 26 to 29, the respective lead wires 26a to 29a are used. The piezoelectric unimorphs 6 to 9 and the drive circuit 50 are connected to each other, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, wiring patterns 25a'-29a 'corresponding to the lead wires 25a-29a and an electrode pattern 25' corresponding to the ground terminal 25 are formed on the back surface of the substrate 11 on which the electrodes 26-29 are formed. , The electrode patterns 25b to 29b serving as connection terminals to the respective wiring patterns 25a 'to 29a' are concentrated under the substrate 11,
As shown in FIG. 6 (b), the ground terminal 25
By forming the electrode pattern 25 ″ connected to the electrode pattern 25 ′ as a component, the connection between the piezoelectric unimorphs 6 to 9 and the drive circuit 50 is concentrated on the lower side of the substrate 11 via the electrode patterns 25 b to 29 b. You may do it by doing.

【0040】つまり、このように基板11を上記各リー
ド線25a〜29aをプリント配線にて形成したプリン
ト基板として構成した場合、図7(a),(b)に示す
ように、基板11と押え板13との間にプレート3を挟
み、アース端子25となる電極パターン25′,25″
を形成した部分を含む複数箇所(図では2箇所)にて、
基板11側から導電性のねじ11a,11bを通して、
基板11と押え板13とを締付固定すれば、基板11の
下方に集中させた各電極パターン26b〜29bと各圧
電ユニモルフ6〜9の表面側とを接続できると共に、接
地用の電極パターン25bと各圧電ユニモルフ6〜9の
共通端子となる押え板13とを、ねじ11a,電極パタ
ーン25″,25′,配線パターン25a′を介して接
続できる。
That is, when the board 11 is constructed as a printed board in which the lead wires 25a to 29a are formed by the printed wiring, the board 11 and the pressing member are pressed as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). Electrode patterns 25 ′ and 25 ″ serving as ground terminals 25 by sandwiching the plate 3 with the plate 13.
At multiple points (two points in the figure), including the part where
From the board 11 side through the conductive screws 11a and 11b,
If the substrate 11 and the pressing plate 13 are clamped and fixed, the electrode patterns 26b to 29b concentrated under the substrate 11 can be connected to the surface side of the piezoelectric unimorphs 6 to 9, and the electrode pattern 25b for grounding can be connected. And the holding plate 13 which is a common terminal of the piezoelectric unimorphs 6 to 9 can be connected via the screw 11a, the electrode patterns 25 "and 25 ', and the wiring pattern 25a'.

【0041】そして、この場合、例えば、図7(b)に
示すように、基板11の下方の表面側に、各電極パター
ン25b〜29bに接続された端子85〜89を有する
コネクタ80を設け、図8に示すように、このコネクタ
80を、駆動回路50が形成されたプリント基板91側
に固定したコネクタ90に接続するようにすれば、光ス
キャナ装置1と駆動回路50との接続を、リード線を用
いることなく簡単に行うことができ、製造時の工数を低
減することができると共に、配線の信頼性を高めること
ができる。
In this case, for example, as shown in FIG. 7B, a connector 80 having terminals 85 to 89 connected to the electrode patterns 25b to 29b is provided on the lower surface side of the substrate 11, As shown in FIG. 8, if the connector 80 is connected to the connector 90 fixed to the printed circuit board 91 side on which the drive circuit 50 is formed, the connection between the optical scanner device 1 and the drive circuit 50 is lead. This can be easily performed without using wires, and the number of manufacturing steps can be reduced, and the reliability of wiring can be improved.

【0042】なおこの場合、基板11にコネクタ80を
設けず、駆動回路50が形成されたプリント基板91或
は光スキャナ装置1の任意の取付位置に設けたコネクタ
に、基板11の電極パターン25b〜29b側を直接差
込み、そのコネクタを介して駆動回路50と各電極パタ
ーン25b〜29bとを接続するようにしてもよい。
In this case, the connector 80 is not provided on the substrate 11, but the printed circuit board 91 on which the drive circuit 50 is formed or the connector provided at an arbitrary mounting position of the optical scanner device 1 is connected to the electrode patterns 25b to 25b of the substrate 11. The 29b side may be directly inserted to connect the drive circuit 50 and each of the electrode patterns 25b to 29b via the connector.

【0043】また次に、上記実施例では、光偏向素子を
構成するプレート3を、導電性金属からなるバネ材料に
て形成したが、このバネ材料については、シリコン等の
半導体材料を用いることもできる。そしてこのようにす
れば、プレート上に駆動回路を形成することも可能にな
り、駆動回路を含めて光スキャナ装置全体をより小型化
できる。またこの場合、エッチングを利用することによ
り、プレート3の大量生産を図ることができ、その製造
コストも低減できる。但し、この場合は、圧電ユニモル
フ6〜9を形成する装着部46〜49については、導電
性の金属(例えば銀ペースト等)により被膜する必要は
ある。
Next, in the above embodiment, the plate 3 constituting the light deflection element is formed of a spring material made of a conductive metal. However, as the spring material, a semiconductor material such as silicon may be used. it can. In this way, it becomes possible to form a drive circuit on the plate, and the entire optical scanner device including the drive circuit can be made smaller. Further, in this case, the plate 3 can be mass-produced and the manufacturing cost thereof can be reduced by utilizing the etching. However, in this case, the mounting portions 46 to 49 forming the piezoelectric unimorphs 6 to 9 need to be coated with a conductive metal (for example, silver paste or the like).

【0044】また更に、上記実施例では、プレート3の
ミラー部33に、シリコンからなる反射ミラー5を設け
るものとして説明したが、この反射ミラー5としては、
ガラスや樹脂等に鏡面加工を施したものを使用してもよ
い。また、ミラー部33自体に鏡面加工を施し、その上
に、直接、アルミ蒸着等で高反射コーティングを施すこ
とにより、反射ミラーを形成してもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the description has been made assuming that the reflecting mirror 5 made of silicon is provided in the mirror portion 33 of the plate 3, but the reflecting mirror 5 is as follows.
You may use the thing which mirror-finished glass or resin. Alternatively, the reflection mirror may be formed by subjecting the mirror portion 33 itself to a mirror surface treatment and directly applying a high reflection coating thereto by aluminum vapor deposition or the like.

【0045】また、上記実施例では、加振手段及び振動
検出用の検出手段として、プレート3の装着部46〜4
9の片面に圧電素子6a〜9aを接着することにより形
成される圧電ユニモルフ6〜9を用いるものとして説明
したが、これら各手段には、例えば、装着部46〜49
の両面に圧電素子を接着することにより形成可能な圧電
バイモルフを用いるようにしてもよい。なお、この場
合、各圧電素子の分極方向は、上記実施例と同様にすれ
ばよい。
Further, in the above embodiment, the mounting portions 46 to 4 of the plate 3 are used as the vibrating means and the detecting means for detecting the vibration.
The piezoelectric unimorphs 6 to 9 formed by adhering the piezoelectric elements 6a to 9a on one surface of the plate 9 have been described as being used. However, these means include, for example, the mounting portions 46 to 49.
A piezoelectric bimorph that can be formed by bonding piezoelectric elements to both surfaces of the above may be used. In this case, the polarization direction of each piezoelectric element may be the same as in the above embodiment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例の光スキャナ装置全体の構成を表わす
概略構成図であり、(a)はその裏面図、(b)はその
表面図である。
1A and 1B are schematic configuration diagrams showing the overall configuration of an optical scanner device of an embodiment, in which FIG. 1A is a rear view thereof and FIG. 1B is a front view thereof.

【図2】 実施例の光スキャナ装置のプレートの形状を
説明する説明図であり、(a)はその全体図、(b)は
バネ部の拡大図である。
2A and 2B are explanatory views for explaining the shape of the plate of the optical scanner device of the embodiment, FIG. 2A is an overall view thereof, and FIG. 2B is an enlarged view of a spring portion.

【図3】 実施例の圧電ユニモルフの構成(a)及びそ
の動作(b)を説明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a configuration (a) and an operation (b) of the piezoelectric unimorph of the example.

【図4】 実施例の駆動回路の構成を表わすブロック図
である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a drive circuit according to an example.

【図5】 光偏向素子を構成するプレートの他の構成例
を表わす説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating another configuration example of a plate that configures a light deflection element.

【図6】 プリント配線を施した基板の構成例を表わ
し、(a)はその裏面図、(b)はその表面図である。
6A and 6B show a configuration example of a printed wiring board, in which FIG. 6A is a rear view thereof, and FIG. 6B is a front view thereof.

【図7】 図6の基板を用いた光スキャナ装置全体の構
成を表わす概略構成図であり、(a)はその裏面図、
(b)はその表面図である。
7 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of an optical scanner device using the substrate of FIG. 6, (a) is a rear view thereof,
(B) is the surface view.

【図8】 図7に示した光スキャナ装置と駆動回路とを
コネクタを介して接続した場合の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram when the optical scanner device shown in FIG. 7 and a drive circuit are connected via a connector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光スキャナ装置 3…プレート(光偏向素子)
5…反射ミラー 6,7…圧電ユニモルフ(駆動用) 8,9…圧電ユ
ニモルフ(センサ用) 6a〜9a…圧電素子 11…基板 13…押え板
25…アース端子 26〜29…電極 31…外枠 33…ミラー部
35,37…バネ部 39…内枠 41,43…接続部 46〜49…装
着部 50…駆動回路 80…コネクタ
1 ... Optical scanner device 3 ... Plate (optical deflection element)
5 ... Reflective mirror 6, 7 ... Piezoelectric unimorph (for driving) 8, 9 ... Piezoelectric unimorph (for sensor) 6a-9a ... Piezoelectric element 11 ... Substrate 13 ... Press plate 25 ... Ground terminal 26-29 ... Electrode 31 ... Outer frame 33 ... Mirror section
35, 37 ... Spring part 39 ... Inner frame 41, 43 ... Connection part 46-49 ... Mounting part 50 ... Drive circuit 80 ... Connector

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光を反射する反射面が形成されるミラー
部と、該ミラー部を両側から支持する一対の捩り振動部
と、該ミラー部及び捩り振動部を囲む外枠と、前記各捩
り振動部の前記ミラー部とは反対側端部と前記外枠とを
連結する連結部とを、1枚の板材にて形成してなる光偏
向素子を備え、前記捩り振動部の捩り振動により、前記
ミラー部を、前記各捩り振動部と連結部との接続点を結
ぶ回転軸を中心に回動させて、光を走査する光スキャナ
装置であって、 前記各捩り振動部を、前記回転軸を中心に矩形波状に変
化する折り返し形状にすると共に、前記捩り振動部と前
記外枠とを連結する一方の連結部に、前記捩り振動部を
振動させる加振手段を設けたことを特徴とする光スキャ
ナ装置。
1. A mirror part having a reflecting surface for reflecting light, a pair of torsional vibration parts supporting the mirror part from both sides, an outer frame surrounding the mirror part and the torsional vibration part, and each of the torsion parts. An optical deflecting element is formed by forming an end portion of the vibrating portion on the side opposite to the mirror portion and the outer frame with a single plate material, and by the torsional vibration of the torsional vibrating portion, An optical scanner device that scans light by rotating the mirror section about a rotation axis that connects a connection point between each torsional vibration section and a coupling section, wherein each torsional vibration section includes: And a vibrating means for vibrating the torsional vibrating portion is provided at one connecting portion connecting the torsional vibrating portion and the outer frame. Optical scanner device.
【請求項2】 前記各捩り振動部を、前記矩形波の角部
に丸みをつけた正弦波状の折り返し形状に形成してなる
ことを特徴とする請求項1に記載の光スキャナ装置。
2. The optical scanner device according to claim 1, wherein each of the torsional vibration portions is formed in a sinusoidal folded shape in which corners of the rectangular wave are rounded.
【請求項3】 前記各捩り振動部は、前記回転軸と直交
する部分の幅に対して前記回転軸に平行な部分の幅が大
きくなるように形成されていることを特徴とする請求項
1又は請求項2に記載の光スキャナ装置。
3. The torsion oscillating portion is formed such that a width of a portion parallel to the rotation axis is larger than a width of a portion orthogonal to the rotation axis. Alternatively, the optical scanner device according to claim 2.
【請求項4】 前記光偏向素子は、更に、前記各捩り振
動部と連結部との結合部分に結合され、前記各捩り振動
部と前記ミラー部とを囲む内枠を備えたことを特徴とす
る請求項1〜請求項3いずれか記載の光スキャナ装置。
4. The light deflection element further comprises an inner frame which is coupled to a coupling portion between each torsional vibration portion and a coupling portion and surrounds each torsional vibration portion and the mirror portion. The optical scanner device according to claim 1.
【請求項5】 前記各捩り振動部の両端は、夫々、前記
ミラー部と内枠との対向部の内、互いに対角となる位置
に結合されていることを特徴とする請求項4に記載の光
スキャナ装置。
5. The both ends of each of the torsional vibration parts are respectively coupled to diagonal positions of the facing part of the mirror part and the inner frame, respectively. Optical scanner device.
【請求項6】 前記連結部は、前記外枠の内側から前記
回転軸に向かって突出され、前記加振手段を装着するた
めの一対の装着部と、該装着部の両端を接続すると共に
略中心位置にて前記捩り振動部が結合される接続部とを
備え、 少なくとも前記一対の装着部の表面は導電性を有し、 前記加振手段は、前記一対の装着部の片面又は両面に各
々接着され、電圧の印加によって各装着部を互いに異な
る方向に変位させる圧電ユニモルフ又は圧電バイモルフ
を構成する板状の圧電素子からなることを特徴とする請
求項1〜請求項5いずれか記載の光スキャナ装置。
6. The connecting portion projects from the inner side of the outer frame toward the rotating shaft, connects a pair of mounting portions for mounting the vibrating means, and connects both ends of the mounting portion and is substantially A connecting portion to which the torsional vibration portion is coupled at a central position, at least the surfaces of the pair of mounting portions are electrically conductive, and the vibrating means is provided on one surface or both surfaces of the pair of mounting portions, respectively. 6. The optical scanner according to claim 1, wherein the optical scanner is composed of a plate-shaped piezoelectric element that is bonded and that constitutes a piezoelectric unimorph or a piezoelectric bimorph that displaces the respective mounting portions in different directions when a voltage is applied. apparatus.
【請求項7】 前記圧電ユニモルフ又は圧電バイモルフ
の外枠側端部を、電圧印加用の配線をパターニングした
基板と、導電性の金属板とにより挟持してなることを特
徴とする請求項6に記載の光スキャナ装置。
7. The outer frame side end of the piezoelectric unimorph or piezoelectric bimorph is sandwiched between a substrate on which wiring for voltage application is patterned and a conductive metal plate. The optical scanner device described.
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